[实用新型]一种具有自修正功能的高等级总辐射传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种总辐射传感器（也称为总辐射表），尤其是一种具有自修正功能的高等级总辐射传感器，属于辐射传感器的技术领域。

背景技术

总辐射传感器是太阳辐射测量中使用最多的一种仪器，这种仪器结构简单、易于使用，通过它的测量可以直接获得所需要的地面日照的总能量。

总辐射表测量辐射波长范围一般从300-3000nm，当前的性能良好的总辐射表的传感器均为热电堆型。根据ISO9060（ISO9060 1996）及WMO仪表与观测方法委员会（CIMO）《气象仪器和观测方法指南》的有关规定，总辐射表可以分为三种，从性能高低排列分别是二等标准表、一级总辐射表和二级表。

总辐射传感器的误差主要来源于以下几项：余弦响应、温度系数、方位响应、零点漂移、非线性等5项，其中前3项是主要的，大约占据了整个误差的85%左右。余弦和方位响应对某一个传感器来讲分布是固定的，决定于传感器与太阳位置的关系即高度角和方位角直接相关，只要已知了太阳相对于传感器的位置，可以根据预先进行的实验室测试值进行修正，而太阳位置可以根据传感器所处的经纬度和实时时钟进行理论计算，计算的精度可以控制在3度之内，符合修正的要求。温度响应则可以通过实测传感器工作温度进行实时修正。通过这三项修正，可以大大降低传感器的误差，据计算大致可以总体降低误差80%， 完全可以达到二等表的指标。

目前，国内总辐射二等标准表基本是采用国外进口的，国内的总辐射表一般只能达到一级总辐射表的水平。而进口二等标准表的价格非常昂贵，一级总辐射表大概市场价格为5000元，二等表的价格为18000元；大大高于一级总辐射表的价格。因此限制了国内市场辐射表的使用。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有自修正功能的高等级总辐射传感器，其结构紧凑，使用方便，使得一级总辐射表输出精度能达到二等标准表要求，降低使用成本，安全可靠。

按照本实用新型提供的技术方案，所述具有自修正功能的高等级总辐射传感器，包括一级总辐射表；所述一级总辐射表内设有用于测量一级总辐射表冷端温度的温度传感器，一级辐射表及温度传感器均与数据处理单元内的处理器相连，处理器通过数据接口接收一级总辐射表对应的温度特性、方位误差值、当地经纬度、时钟及由于俯仰角不同产生的余弦误差值，并将所述温度特性、方位误差值及余弦误差值存储于数据存储器内；处理器根据温度传感器测量的温度值、温度特性、方位误差值及俯仰角余弦误差值对一级总辐射表测量的辐射值进行修正补偿，使得处理器通过信号调理与D/A转换模块或数据接口输出的测量辐射值达到二等标准表的输出精度。

所述一级总辐射表包括辐射感应组件，所述辐射感应组件包括热电堆传感器，温度传感器安装于热电堆传感器的冷端。所述温度传感器为Pt100温度传感器。

所述温度传感器通过四线制方式与数据处理单元相连。所述数据接口为RS232或RS485接口。

所述一级总辐射表及温度传感器通过接口电路及信号调理与A/D转换模块与处理器的输入端相连。

所述信号调理与A/D转换模块对应AD转换的有效位数至少为15位。所述处理器的电源端通过DC/DC变换器与外部直流电源相连。

所述处理器的时钟端与实时时钟相连，处理器的输入端与看门狗电路相连。所述信号调理与D/A转换模块对应DA转换的有效位数为12位。

本实用新型的优点：测量得到一级总辐射表对应的温度特性、方位角误差值及俯仰角不同产生的余弦误差，处理器通过温度传感器测量的温度值、一级总辐射表对应的温度特性、方位角误差及余弦误差值对一级总辐射表输入的辐射值进行修正补偿，经过修正补偿后，处理器通过信号调理与D/A转换模块或数据接口输出的测量辐射值达到二等标准表的输出精度；通过上述修正补偿后，本实用新型不仅使得原来的一级总辐射表输出辐射值的精度指标大大提高，基本达到了二等标准表的要求；而且使得一级总辐射表在输出形式、灵活性等方面也有了改善；由于采用了一级总辐射表进行修正补偿达到二等标准表的输出精度，因此价格上比原来进口的二等标准表要下降50%，性价比方面的优势比较国外产品大大提高，成为市场有利的主流产品。

附图说明

    图1为本实用新型的结构框图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。